Asteroids for ultralight dark-photon dark-matter detection
Asteroids for ultralight dark-photon dark-matter detection
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用于超光暗光子暗物质探测的小行星
DOI：
10.1103/physrevd.107.043004
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发表时间：
2023
影响因子：
5
通讯作者：
Mathur, Anubhav
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Fedderke, Michael A.;Mathur, Anubhav
引力波（GW）探测器，监测惯性测试质量（TM）之间的分离波动是敏感的新的力量作用在这些TM。超轻暗光子暗物质（DPDM）耦合到电荷提供了一个这样的力量，振荡的频率由DPDM质量。因此，在不同频带中操作的GW检测器对不同的DPDM质量范围敏感。最近一项基于监测内太阳系中某些小行星分离的GW探测提议将对频率敏感[M. A。Fedderke，Asteroids for gravitational-wave detection，Phys. Rev. D 105，103018（2022）PRVDAQ 2470 -001010.1103/PhysRevD.105.103018].在本文中，我们展示了该提议如何也能够访问新的参数空间，用于DPDM耦合到[分别]质量范围为5[9]×10-21 eV <$mDM <$2 ×10-19 eV的电荷，峰值灵敏度约为500 [50]倍，超出当前mDM <$2 ×10-19 eV时[]的最佳限制。只有当小行星旋转运动的噪音问题能够被克服时，灵敏度才能扩展到mDM 2×10-18 eV。
Gravitational-wave (GW) detectors that monitor fluctuations in the separation between inertial test masses (TMs) are sensitive to new forces acting on those TMs. Ultralight dark-photon dark matter (DPDM) coupled toorcharges supplies one such force that oscillates with a frequency set by the DPDM mass. GW detectors operating in different frequency bands are thus sensitive to different DPDM mass ranges. A recent GW detection proposal based on monitoring the separation of certain asteroids in the inner Solar System would have sensitivity tofrequencies [M. A. Fedderke , Asteroids forgravitational-wave detection, Phys. Rev. D 105, 103018 (2022)PRVDAQ2470-001010.1103/PhysRevD.105.103018]. In this paper, we show how that proposal would also enable access to new parameter space for DPDM coupled to[respectively,] charges in the mass range 5[9]×10-21 eV≲mDM≲2×10-19 eV, with peak sensitivities about a factor of 500 [50] beyond current best limits on[] at mDM∼2×10-19 eV. Sensitivity could be extended up to mDM∼2×10-18 eV only if noise issues associated with asteroid rotational motion could be overcome.
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